для чего нужен и как подключить?

Автоматические системы защиты электрических цепей, пришедшие на смену плавким предохранителям, широко применяются не только в разветвлённых сетях производственных предприятий, но и в бытовых электропроводках. Автоматы компактны, надёжны, просты в управлении. Защитить электрическую проводку домашней сети можно с помощью однополюсных автоматов. Но нередки случаи, когда для полноценной защиты электрических установок необходимо устанавливать двухполюсный автомат. Иногда сложную электрическую сеть можно защитить исключительно с помощью групповых автоматов.

Особенность многополюсных автоматов в том, что они разъединяют несколько линий одновременно. Это свойство очень полезно в трехфазных цепях, так как отключение лишь одного фазного провода может привести к выводу из строя электромоторов и другого оборудования. Подобные проблемы в двухпроводной схеме решаются с помощью двухполюсников.

Устройство и принцип работы

Конструкция двухполюсника идентична автоматическому выключателю с одним полюсом. Иначе говоря, этот прибор состоит из двух однополюсных автоматов объединённых в одном корпусе. Его особенность в том, что в этих защитных устройствах в аварийных ситуациях автоматически отключаются обе защищаемые линии одновременно. В принципе, элементарный двухполюсный автомат можно сделать самому, соединив планкой намертво рычажки управления двух однополюсников.

Внимание! Заменять двухполюсный автомат двумя одиночными выключателями, работающими по отдельности, нельзя! Не стоит также использовать в качестве двухполюсного автомата одиночные выключатели, соединённые перемычкой. В конструкции двухполюсника присутствует ещё блокировочный механизм, которого нет в «усовершенствованном» устройстве из однополюсных автоматов.

Для понимания устройства и принципа работы двухполюсного автоматического выключателя достаточно разобраться в строении автомата с одним полюсом. Самый простой такой прибор состоит из биметаллической пластины и конструкции механизма взвода и расцепления. Кстати устаревшие автоматы именно так и выглядели. Устройство такого выключателя изображено на рисунке 1.

В ситуациях, равносильных короткому замыканию или при длительных перегрузках в однофазных цепях биметаллическая пластина нагревается и вследствие деформации действует на рабочий рычаг конструкции. Срабатывает механизм защитного отключения и цепь разрывается.

Рисунок 1. Автоматический выключатель старого образца

Принцип работы этого устройства очень простой. Когда величины номинальных токов превысят допустимые параметры, тепловой расцепитель приводит в действие подвижный контакт и цепь разрывается. Механизм отключения питания может сработать в двух случаях – при перегрузке или вследствие КЗ. Для подключения питания необходимо устранить причину возникновения токов срабатывания, а потом нажатием рычага управления включить автомат.

Схема работы проста и надёжна. Однако у неё есть существенный недостаток: автомат не реагирует на токи утечки, поэтому не может защитить от поражения током или предупредить загорание проводки в случае искрения. С целью полной защиты требуются дополнительные устройства.

Упомянутого недостатка лишены современные двухполюсные пакетники. На рисунке 2 изображено устройство такого автоматического выключателя. В его конструкции есть одна важная деталь – электромагнитный расцепитель. Такие двухполюсные устройства сочетают в себе функции обычных дифференциальных автоматов-выключателей и устройства защитного отключения (УЗО).

Рисунок 2. Устройство современного автомата

Благодаря электромагнитному расцепителю  механизм взвода и расцепления двухполюсного автомата реагирует на токи утечки. Это то самое блокирующее устройство, о котором речь шла выше.

Принцип действия электромагнитного расцепителя.

По двухпроводной линии ток проходит в двух противоположных направлениях – по фазному проводнику в одну сторону, а по нулевому – в другую. При номинальном напряжении магнитные потоки в катушках соленоида, наводимые равновеликими встречными токами, компенсируются. Поэтому результирующий магнитный поток нулевой.

Но стоит появиться утечке, как баланс нарушится, и возникший магнитный поток втянет стержень в соленоид. Он, в свою очередь, приведёт в действие рычаги механизма взвода и расцепления. Двухполюсный автомат разомкнёт 2 полюса, не зависимо от того, в каком из проводников появилась утечка или короткое замыкание. Произойдёт срабатывание УЗО, как реакция на изменение параметров дифференциальных токов.

Назначение

В случае одноконтурной электрической схемы, часто используемой в электрификации домов, не целесообразно применение двухполюсных автоматов для защиты сети. Эту задачу успешно решают однополюсные выключатели, так как нет особой необходимости в одновременном отключении различных сегментов цепи. В однофазной проводке с заземлённой нейтралью, когда все нулевые проводники закорочены на нулевые шины, также можно обойтись одиночными выключателями.

Совсем другая ситуация возникает в случаях, когда некое оборудование не может быть подключено в одну общую цепь. Например, если для питания группы электрических приборов используется трансформатор, то без двухполюсного автомата уже не обойтись. Объяснение простое – на выходе трансформатора нет фазы и нуля. Отсечение электрического тока на одном из проводов не исключает наличия напряжения на другом. Только одновременное отключение двух полюсов обеспечивает безопасность оборудования.

Установка двухполюсника позволяет совместить в одном устройстве задачи дифференциальных защит и УЗО. При этом уже не требуется устанавливать отдельные дискретные устройства защитного отключения.

По аналогичному принципу работают четырехполюсные автоматы, работающие в трехфазных сетях с использованием нулевых проводов. Трехполюсными автоматами осуществляется защита трехфазных нагрузок от КЗ.

Кстати, ПУЭ не запрещает использование двухполюсных выключателей в качестве вводных автоматов. Их можно также применять для защиты групповой и индивидуальной нагрузки. Но, ни в коем случае через это устройство нельзя подключать провода заземления. Помните, что разрыв РЕ-провода допускается только при извлечении штепселя из розетки.

Достоинства и недостатки

Двухполюсные автоматы обеспечивают контроль линий при однофазном питании, а также защиту оборудования, работающего в трехфазных цепях.

К достоинствам этих устройств можно отнести:

• надёжную защиту домов, офисов и производственных помещений от сетевых перенапряжений;
• возможность контроля мощности отдельных электроприборов и установок;
• лёгкость монтажа и обслуживания. Двухполюсные АВ идеально подходят для выполнения разветвлений и структурирования проводки в электроснабжении помещений.

Конечно, главное преимущество в том, что двухполюсный автомат одновременно обесточивает два проводника, не зависимо от того, в котором из них произошла авария. Это гарантирует полное отсутствие напряжения в защитных проводниках.

Из недостатков можно отметить:

• существование вероятности пробоя кабеля при одновременном включении двух нагруженных линий;
• в редких случаях, при выходе из строя теплового расцепителя, возможно произвольное отключение питания даже в режиме номинальных напряжений;
• необходимость подбора двухполюсных автоматов в соответствии с расчётными параметрами сети. Если чувствительность выключателя будет завышена – он без веских причин будет часто срабатывать, а при заниженном показателе скорости реакции на нестандартную ситуацию, автомат не заметит перегрузки сети.

Благодаря уникальным преимуществам применение двухполюсных выключателей оправдано даже с учётом существующих вероятностей проявления указанных недостатков.

Установка и схемы подключения

Монтаж устройств на дин-рейку выполняется очень просто. Для этого предусмотрены специальные захваты (защёлки) с тыльной стороны автомата (Рис.3). Подсоединение проводов к клемме прибора тоже не вызывает трудностей: провода легко зажимаются болтами на клеммах прибора. По умолчанию к верхним клеммам подключают провода ввода, а к нижним – вывода.

Рисунок 3. Крепление автоматов

Общепринятая схема подключения выглядит следующим образом:

1. Перед счётчиком устанавливают выключатель вводной AB.
2. После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ.
3. Если предусмотрен трехфазный ввод, то используют трёхполюсный или четырёхполюсный автоматический выключатель, в зависимости от схемы подключения нулевых проводников.

В сложных разветвлённых схемах может быть несколько двухполюсников, после которых, на каждую ветвь устанавливается ещё по одному однополюсному автомату. Пример такой схемы с общей нулевой шиной представлен на рисунке 4. Обратите внимание, что для фазного ввода использован двухполюсный автомат. На этой схеме нет других вводных устройств.

Рис. 4. Пример схемы включения автоматических выключателей

Как выбрать двухполюсник?

Для того чтобы автоматический выключатель в полной мере обеспечивал необходимую защиту, необходимо взвешено подойти к его выбору. Главное не ошибиться с номиналом. Для этого необходимо знать номинальную нагрузку, которую планируете подключить к прибору.

Ток в цепи, защищаемой автоматом, вычисляем по формуле: I = P / U, где P – номинальная нагрузка, а U – напряжение в сети.

Например: если к прибору буден подключен холодильник на 400 Вт, электрочайник на 1500 Вт и две лампочки по 100 Вт, то P= 400 Вт+1500 Вт+ 2×100= 2100 Вт. При напряжении 220 В максимальный ток в цепи будет равен: I=2100/220= 9.55 A. Ближайший к этому току номинал автомата – 10 А. Но при расчётах мы не учли ещё сопротивления проводки, которое зависит от типа проводов и их сечения. Поэтому покупаем выключатель с током срабатывания на 16 ампер.

Приводим таблицу, которая помогает определить мощность сети для учёта при расчётах силы тока.

Сила тока		1	2	3	4	5	6	8	10	16	20	25	32	40	50	63	80	100
Мощность однофазной сети		02	04	07	09	1,1	1,3	1,7	2,2	3,5	4,4	5,5	7	8,8	11	13,9	17,6	22
Сечения проводов	медных	1	1	1	1	1	1	1,5	1,5	1,5	2,5	4	6	10	10	16	25	35
	алюминиевых	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	4	6	10	16	16	25	35	50

Пользуясь таблицей можно с большой точностью вычислить необходимые параметры двухполюсного автомата.

Что касается магазинов, где можно их приобрести, ориентируйтесь на цены и на ассортимент продукции. Из списка производителей можем порекомендовать, например, бренд Legrand.

Часто задаваемые вопросы от читателей

Разрешен ли двухполюсный автоматический выключатель на вводе в системе TN-C?

Да вполне разрешается, более того, я рекомендую устанавливать именно его на вводе в дом или квартиру. Двухполюсный выключатель отличный коммутатор, так как обеспечивает одновременный разрыв и фазного, и нейтрального проводника, в отличии от однополюсного.
Это удобно тем, что напряжение не может податься из сети ни по одному из выводов.

Дело в том, что на практике часто встречаются случаи, когда из-за своеволия соседей или горе электриков у вас в доме выводы могут поменяться местами. В такой ситуации однополюсный автоматический выключатель на вводе отключит не фазный, а нейтральный проводник. Что существенно повышает вероятность поражения электрическим током, как вы уже поняли, система с двухполюсным автоматическим выключателем на вводе лишена данного недостатка.

Если вы рассматриваете данную проблему с точки зрения ПУЭ, то здесь хочу обратить ваше внимание на п. 6.6.28, который гласит:

В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.

Конструкция двухполюсного автоматического выключателя в полной мере соответствует данному требованию, так как и фазный, и нейтральный проводник разрываются в нем одновременно. А вот заменять один двухполюсный двумя однополюсными однозначно нельзя, поскольку такая схема позволит разрывать нейтральный проводник без отключения фазного, вразрез требованиям п.6.6.28 ПУЭ.

Список использованной литературы

• Кузнецов Р. С. «Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000В» 1970
• Буль Б.К. «Основы теории электрических аппаратов» 1970
• Е.Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010

Дифференциальные автоматы двухполюсные ABB серий DSh301R, DS201 тип АС

Дифференциальные автоматические выключатели ABB серии DS.

Для защиты людей и животных от поражения электрическим током в случае прикосновения к электроприборам или кабелям разработаны специальные устройства защитного отключения. Это касается всех видов контакта — и прямого, то есть прикосновения к оголенному проводу, и косвенного, то есть касания элементов электротехники под напряжением.В случае повреждения или неудовлетворительного состояния изоляции проводов и кабелей также возникает риск утечки тока и, как следствие, пожароопасная ситуация.

Дифференциальные двухполюсные автоматы компании ABB предназначены для экстренного размыкания электрических сетей в случае опасности. Они могут быть использованы в помещениях любого типа — жилых домах, промышленных и административных зданиях, торговых помещениях. Широкая линейка моделей позволяет подобрать необходимое устройство для каждой электрической сети.

Модели дифференциальных выключателей типа DSH941R предназначены для номинального тока от 6 до 40А, то есть к данному устройству можно подключать кабель сечением не более 16мм2. Аппараты DSH941R можно использовать только для переменного тока, они нечувствительны к импульсным дифтокам, которые могут возникнуть при работе с люминесцентными лампами.

При выборе дифференциального двухполюсного автомата необходимо определиться с характеристиками:

— характеристики срабатывания — A, B, C, D, K или Z

< >А – для размыкания цепей с большой длиной электроповодки, а также для защиты полупроводниковых устройств

< >В – подходит для осветительных сетей общего назначения

< >C – для размыкания цепей с умеренными пусковыми токами (например, трансформаторы или двигатели)

< >D – для размыкания цепей с большими пусковыми токами и в сетях с активно-индуктивной нагрузкой

< >K – подходит для сетей с индуктивной нагрузкой

< >Z – для подключения электронных устройств, использующихся в качестве нагрузки

— номинальное напряжение

На каждом дифференциальном аппарате ABB расположена кнопка «ТЕСТ», которую необходимо нажимать один раз в месяц — устройство имитирует утечку тока и показывает, исправна ли ваша система защиты.

Обозначение УЗО и дифференциального автомата.

На данный момент в ГОСТ нет каких либо рекомендаций относительно условных графических обозначений УЗО и дифференциальных автоматов. Изображения обозначений, которые используют в схемах отличаются друг от друга.

По этому, в данной статье, я хочу дать свои рекомендации и предложить вариант обозначений УЗО и дифференциального автомата, который по моему мнению, будет соответствовать функциональному назначению этих электрических аппаратов.

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий выключатель, реагирующий на дифференциальный ток — ток утечки в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. В качестве датчика дифференциального тока и основного функционального элемента УЗО используется трансформатор тока, который часто называют трансформатором тока нулевой последовательности (что не совсем правильно, но думаю приемлемо).

Из выше сказанного следует что изображение условного обозначения УЗО, должно состоять из обозначения выключателя и трансформатора тока нулевой последовательности, сигнал от которого (ток нулевой последовательности), воздействует на механизм отключения контактной группы аппарата.

Этому требованию подходят следующие обозначения:

Дифференциальный автомат, отличается от УЗО тем, что совмещает в одном электрическом аппарате два устройства, автоматический выключатель и устройство защитного отключения. По этому можно использовать следующее обозначение:

Буквенно-цифровое обозначение УЗО и дифференциальных автоматов, на мой взгляд, можно наносить на схеме следующим образом:

Где Q1 и QF1 обозначают функции выключателя и автоматического выключателя соответственно и порядковый номер аппарата в схеме. Значение дифференциального тока, обозначает функцию устройства защитного отключения

Второй вариант буквенно-цифрового обозначения, который часто применяется: QD1 для УЗО и QFD1 для дифференциального автомата. И хотя согласно ГОСТ 2.710 код буквы D обозначает схемы интегральные, более подходящего символа в данном ГОСТ нету. Будем считать, что D, от слова дифференциальный.

Данный вариант условных графических обозначений УЗО и дифференциальных автоматов, до момента публикации каких либо рекомендаций в нормативных документах, на мой взгляд является наиболее приемлемым. Поэтому, я решил включить трафареты рассмотренных выше электрических аппаратов в Комплект для черчения электрических схем.

---

В чем разница однополюсного от двухполюсного автомата

Здравствуйте! Делаю проводку на даче и встал вопрос выбора вводного устройства для её защиты. Скажите, чем отличается двухполюсный автомат от однополюсного, и можно ли его заменить парой однополюсных приборов?

Сергей.

Ответ

Основное отличие двухполюсных дифференциальных автоматов от однополюсных заключается в том, что первые ведут наблюдение за параметрами двух линий и при значительном превышении граничных показателей отключает каждой из них. Вторые же, как это понятно из названия, позволяют защитить только одну линию.

Сделать полноценную замену 2-полюсного дифавтомата двумя 1-полюсными не удастся. Всё дело в том, что сдвоенное устройство имеет не только общий рычаг включения. Его блокировочный механизм устроен таким образом, что при возникновении неполадок в одной линии будет отключена и вторая.

Если же вы установите два однополюсника, то в случае проблемы на линии сработает только одно устройство защиты. При этом ток в неисправной цепи не исчезнет – он будет течь через второй дифавтомат и включенный электроприбор, а это чревато серьезными проблемами – вплоть до возгорания.

Настойчиво рекомендуем вам устанавливать вводной автомат двухполюсного типа. Что же касается устройств защиты отдельных контуров, которые будут стоять после него, то можно использовать и те, и другие.

Подробнее об устройствах защиты электрических сетей рассказано здесь: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/difavtomatyi-i-uzo-v-chem-raznitsa.html

О правилах подключения дифавтомата можно узнать из этой статьи: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/kak-podklyuchit-difavtomat-po-sxeme-i-zachem-eto-nuzhno.html

Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые — техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Дифференциальный автомат (АВДТ) 2-полюсный (1P+N) 50А 100000мА характеристика C A АВДТ-63 Дифференциальные автоматические выключатели EKF

Технические характеристики Дифференциального автомата АВДТ-63 50А/100мА (хар-ка С, электронный тип А) 6кА EKF PROxima

Отключающая способность по EN 60898: 6.
Степень защиты (IP): IP20.
Глубина монтажного пространства (ниши): 46.
Кратковременная задержка срабатывания: нет.
Отключающая способность по IEC 60947-2: 6.
Размер в соответсвии с DIN 43880: 36.
Импульсная прочность: 6.
Способ/место крепления: DIN-рейка.
Тип тока утечки: Переменный и постоянный (пульсирующий), А/АС.
Селективная защита: нет.
Частота: 50 Гц.
Номинальный ток: 50.
Вес: 0,18.
Серия: PROxima.
Гарантия, лет: 7.
Номинальный ток утечки: 100.
Ширина по количеству модулей: 2.
Количество полюсов: 2.
Отключающая способность при коротком замыкании: 6.
Номинальное рабочее напряжение: 230

Преимущества Дифференциального автомата АВДТ-63 50А/100мА (хар-ка С, электронный тип А) 6кА EKF PROxima

Дугогасительная камера с 13 пластинами
Современная электронная плата с повышенной защитой от импульсных помех
Индикаторное окно состояния контактов
Углубление для удобного демонтажа с DIN-рейки. Можно снять одной отверткой
Монолитная лицевая панель
Отверстия для крепления U-образной шины типа FORK

Применение Дифференциального автомата АВДТ-63 50А/100мА (хар-ка С, электронный тип А) 6кА EKF PROxima

Автоматический выключатель дифференциального тока малогабаритный АВДТ-63М EKF PROxima представляет собой аппарат, сочетающий функции автоматического выключателя с электронным УЗО типа АС в компактном корпусе шириной один модуль. При обнаружении автоматическим выключателем на защищаемом участке сети тока утечки (повреждения) на землю или сверхтока (тока перегрузки или короткого замыкания) происходит срабатывание устройства, приводящее к отключению защищаемой сети. Особое отличие дифференциальных автоматических выключателей EKF с электронным УЗО — в наличии блока защиты от перенапряжения.
Гарантийные обязательства составляют 5 лет.
Автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ) представляет собой аппарат, сочетающий функции автоматического выключателя с электромеханическим или электронным УЗО типа А. При обнаружении автоматическим выключателем в защищаемом участке сети тока утечки (повреждения) на землю или сверхтока (тока перегрузки или короткого замыкания) происходит срабатывание устройства, приводящее к отключению защищаемой сети.
АВДТ реагирует как на синусоидальный переменный дифференциальный ток, так и на пульсирующий дифференциальный ток (тип А) (электронного и электромеханического), что позволяет без ограничений применять его в зданиях и жилых помещениях, насыщенных бытовой техникой (телевизоры, персональные компьютеры, регулируемые источники света, современные стиральные машины и др.) Особое отличие дифференциальных автоматов EKF — в наличии электромеханического УЗО типа А (для электромеханического АВДТ) и блока защиты от перенапряжения (для электронного АВДТ).
Времятоковая характеристика срабатывания — диапазон срабатывания электромагнитной защиты. С — выключатель сработает между 5- и 10-кратным значениями номинального тока. Рекомендуется к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пуск
Номинальный ток — базовое значение тока, в сравнении с которым происходят защитные действия автоматического выключателя по превышению тока нагрузки.
Номинальное напряжение – напряжение переменного тока, при котором автомат работает в нормальных условиях.
Тип АС – реагирует на синусоидальный переменный ток утечки, обозначается значком в виде синусоиды
Тип А — срабатывают при мгновенном возникновении переменного или постоянного (пульсирующего) тока утечки в контролируемой цепи или при их плавном нарастани
Предельная коммутационная способность (ПКС) — это максимально возможный ток короткого замыкания, при возникновении которого автоматический выключатель сможет отключить защищаемую им цепь и остаться при этом работоспособным.
Номинальный отключающий дифференциальный ток I?n — это значение отключающего дифференциального тока, при котором УЗО должно срабатывать при заданных условиях.

• Код товара EKF#da6350100e
• Степень защиты (IP) IP20
• Номин. ток 50 А
• Частота 50 Гц
• Номин. (расчетное) напряжение 230 В
• Одновременное отключение нейтрали (N) Да
• Номин. отключающая способность по IEC 60947-2 6 кА
• Глубина установочная (встраив.) 46 мм
• Номин. ток утечки 100 А
• Номин. отключающая способность по EN 60898 6 кА
• Отключающая способность при коротком замыкании (Icw) 6 кА
• Конструктивный размер (в соотв. с DIN 43880) 36
• Устойчивость к импульсному току 6 кА

Дифференциальный автоматический выключатель – устройство, принцип действия и область применения дифавтоматов

При проектировании электрики частного дома или квартиры часто возникает дилемма, какой автоматический прибор выбрать для защиты человека от косвенного прикосновения — УЗО или дифференциальный автомат?

Данная статья посвящена дифавтомату — что это такое и для чего он нужен.

Дифференциальный автомат является многофункциональным устройством. В число выполняемых им функций входят:

• коммутация электрических цепей;
• защита электрооборудования от сверхтоков короткого замыкания и перегрузок;
• выполнение автоматического защитного отключения при появлении токов утечки.

В состав дифференциального автомата входит автоматический выключатель, конструктивно объединённый с дифференциальным устройством защитного отключения (УЗО).

Такое функциональное объединение позволяет оптимизировать использование внутреннего пространства распределительных щитов, поскольку дифавтомат занимает меньше места, чем автоматический выключатель и УЗО. Кроме этого, устройство «два в одном» всегда дешевле двух отдельных приборов.

В соответствии с устоявшимся трендом последних лет, дифференциальные автоматы выпускаются в основном в модульном исполнении. Конструкция креплений, предназначенная для установки дифавтомата на din-рейку, позволяет легко интегрировать автомат в любой распределительный щит или шкаф с электрооборудованием.

К особенностям дифавтоматов относится то, что они разрывают не только фазную линию питания, но и нулевой провод. То есть, в однофазных цепях применяются двухполюсные дифавтоматы, а в трёхфазных — четырёхполюсные, что отличается от типовой схемы подключения обычных автоматических выключателей.

Конструктивно дифференциальный автомат представляет собой два устройства, включенных последовательно:

• автоматический выключатель;
• устройство защитного отключения.

Цепи фазных полюсов автоматов содержат электромагнитные и тепловые расцепители, обеспечивающие отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Электромагнитный расцепитель дифавтомата состоит из токовой катушки, внутри которой расположен подвижный магнитный сердечник (боёк). Электромагнитная система расцепителя настроена таким образом, что при достижении в катушке тока определённого значения происходит втягивание магнитного сердечника.

Втягиваясь, сердечник-боёк воздействует на привод защёлки, удерживающей автомат во включенном положении. Выбитая из зацепления защёлка освобождает привод автоматического выключателя, который под воздействием пружин перемещается в отключенное положение, разрывая токовые полюсы дифавтомата.

Электромагнитный расцепитель автомата играет роль защиты от сверхтоков, возникающих при коротких замыканиях.

Тепловой механизм расцепления дифавтомата содержит биметаллический элемент, меняющий свою форму при нагревании. Биметаллический элемент представляет собой соединение двух пластин из разнородных металлических сплавов, имеющих различные коэффициенты теплового расширения.

Нагревание такой конструкции вызывает её изгиб, обусловленный различием линейного расширения разнородных материалов. Нагревание биметалла осуществляется под действием электротока, протекающего непосредственно по пластинам, либо по намотанной на них спирали.

Деформируемый вследствие нагрева биметалл воздействует на защёлку привода автомата, что вызывает его отключение.

Характеристика теплового расцепителя автомата имеет интегральную зависимость. Величина линейного смещения биметалла, пропорциональная количеству теплоты, выделяемому проводником, определяется двумя факторами:

величиной протекающего электротока; продолжительностью его действия.

Таким образом, время автоматического срабатывания теплового расцепителя дифавтомата зависит от токовой величины.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МОДУЛЯ

Дифференциальный модуль представляет собой трансформатор тока, вторичная обмотка которого намотана на тороидальном сердечнике. Первичной обмоткой служат проводники фазного и нулевого провода, пропущенные через середину сердечника.

При отсутствии утечек, электротоки фазного и нулевого проводов равны и направлены противоположно в любой момент времени. В этом случае суммарное значение магнитной индукции, наводимой этими токами в сердечнике равно нулю, следовательно, равен нулю и электроток вторичной обмотки трансформатора.

При возникновении токовой утечки в защитное заземление, ток нулевого провода становится меньше фазного. Возникновение дисбаланса вызывает появление электротока во вторичной обмотке трансформатора.

Система настроена таким образом, что при достижении токовой разности определённой величины срабатывает исполнительный орган, воздействующий на защёлку привода выключателя.

Поскольку модуль защитного отключения фактически реагирует на токовую разность фазного и нулевого проводов, он называется дифференциальным. Таким способом осуществляется автоматическая защита от косвенного прикосновения в случае повреждения изоляции электроприборов и оборудования.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИФАВТОМАТОВ

Характеристики дифференциальных автоматов включают параметры устройств, входящих в их состав, то есть, автоматических выключателей и устройств защитного отключения. Рассмотрим их подробнее.

Номинальный ток дифавтомата — токовая нагрузка, на которую рассчитана работа автомата в длительном режиме. Ряд токовых номиналов стандартизован.

Номинальное напряжение — класс напряжения сети, на которое рассчитан данный автомат. Дифавтоматы, предназначенные для работы в однофазной сети имеют номинальное напряжение 220 вольт, трёхфазные приборы — 380 вольт.

Частота переменного тока равна количеству полных периодов колебаний напряжения в единицу времени. Для большинства стран мира принят стандарт номинальной частоты сетевого напряжения 50 герц (50 колебаний в секунду).

Вид время-токовой характеристики автомата (B, C или D) определяет график зависимости времени срабатывания защиты от величины тока. Уставка дифференциального тока — значение тока утечки, при котором происходит отключение дифавтомата.

Тип дифференциальной защиты определяет, на какой род тока утечки реагирует данное устройство. Модули дифференциальной защиты типа AC фиксируют переменный синусоидальный ток утечки, устройства типа A кроме этого реагируют на пульсирующие однонаправленные токи.

Отключающая способность выражается максимальным значением тока, который способно отключить данное коммутационное устройство. Количество полюсов дифавтомата может быть 2 или 4 для однофазных и трёхфазных приборов соответственно.

Степень защиты в соответствии с международной кодировкой IP (International Protection Marking) определяет уровень защищённости оболочки прибора от воздействия внешних факторов.

Основными критериями являются пыле – влаго – защита, а также возможность проникновения внутрь устройства твёрдых частиц определённых размеров. Большинство моделей дифференциальных автоматических выключателей имеют степень защиты IP20.

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Установка дифавтоматов целесообразна везде, где планируется размещение устройств защитного отключения. Поскольку дифавтомат совмещает в себе функции двух приборов, его выбор включает две задачи:

• выбор параметров автоматического выключателя;
• выбор характеристики УЗО.

Автомат выбирается в первую очередь по номиналу, который должен с некоторым запасом покрывать токовую нагрузку всех электроприборов на защищаемом участке электропроводки. По возможности должна быть обеспечена селективность работы защит.

Это означает, что при возникновении перегрузки электроприбора должен отключиться автоматический выключатель, непосредственно питающий этот электроприбор.

Для выбора выключателей по условиям селективности сопоставляются время – токовые характеристики приборов. Добиться селективной работы тепловых защит сравнительно несложно. Что же касается электромагнитных расцепителей, то согласовать их работу чаще всего не удаётся.

Например, при коротком замыкании в розетке отключается не только выключатель, питающий данную розеточную группу, а также автомат ввода. Впрочем, в бытовых условиях особых проблем это не создаёт.

При выборе дифференциального защитного модуля главным ориентиром служит токовая уставка утечки. Для защиты от косвенного прикосновения применяются дифавтоматы с номиналом 10-30 мА.

При установке дифференциального автомата на вводе квартиры или дома выбирается модель с номиналом 100-300 мА. Такие номиналы обеспечивают противопожарную защиту при повреждении изоляции электропроводки.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Автоматическая настройка интегрированных дифференциальных полосовых фильтров с улучшенной добротностью в процессе кремния на сапфире

В микросхемах микросхемы крошечные размеры катушек индуктивности создают низкие значения добротности, ограничивая способность полосового фильтра иметь узкую полосу пропускания на радиочастотах. Чтобы противостоять этой проблеме, а также компенсировать потери, может быть реализовано усиление добротности для облегчения более узкой полосы пропускания и увеличения усиления. При увеличении добротности температурная чувствительность схемы вызывает дрейф параметров фильтра со временем, что требует периодической регулировки фильтра, чтобы поддерживать его центрирование на желаемой частоте.С соответствующими дополнительными схемами на кристалле, используемыми с микропроцессором, алгоритм настройки позволяет автоматически настраивать фильтр на месте. Алгоритм основан на увеличении добротности до тех пор, пока фильтр не начнет колебаться, считывании частоты колебаний, настройке на желаемую частоту и затем уменьшении добротности до тех пор, пока фильтр не перестанет колебаться. Однополюсный дифференциальный фильтр на 500 МГц был разработан со встроенным детектором амплитуды и частотным предделителем для облегчения настройки.Фильтр был сделан регулируемым по частоте с помощью блоков двоично-взвешенных переключаемых конденсаторов. Регулировка Q-улучшения была достигнута с помощью банков кросс-связанных полевых транзисторов, также взвешенных в двоичном формате. Схема изготовлена ​​по технологии кремний на сапфире толщиной 0,5 мкм. Готовый чип фильтра управлялся микропроцессором PIC, который был запрограммирован на языке C с помощью алгоритма настройки. При наличии алгоритма настройки фильтр смог успешно настроить себя в пределах ± 1 МГц от желаемой центральной частоты 500 МГц.Уровни Q-улучшения также могли саморегулироваться, чтобы поддерживать желаемую полосу пропускания. Также была разработана улучшенная конструкция, основанная на внешнем двухполюсном фильтре со связанными резонаторами. Этот фильтр включает регулируемую емкость связи между двумя полюсами, которую также необходимо настроить. Для таких приложений предлагается новый метод настройки. Свойства двухполюсного фильтра заставляют его колебаться на двух частотах с увеличением добротности. Модифицированный детектор амплитуды способен считывать частоту биений, возникающую в результате двух колебаний, значение, которое напрямую относится к полосе пропускания фильтра и позволяет настраивать ее.Национальные лаборатории Сандиа Магистр наук Магистр кафедры электротехники и вычислительной техники Уильям Б. Кун

Методология оптимизации для эффективного проектирования полностью дифференциальных усилителей

1.

Ли Ю. и Стоянович В. (2009). Управляемый доходностью итеративный алгоритм робастной оптимизации схемы. В Материалы 46-й ежегодной конференции по автоматизации проектирования (стр. 599–604). Нью-Йорк: ACM.

2.

Maghami, M., Inanlou, F., & Лотфи Р. (2008). Методология моделирования на основе уравнений для проектирования усилителей CMOS с использованием геометрического программирования. В Труды по электронике, схемам и системам — ICECS (стр. 360–363). IEEE.

3.

Веласко-Хименес, М. (2010). Метод систематического проектирования на основе Парето для реконфигурируемых аналоговых схем с использованием алгоритма эволюционной оптимизации. В Материалы XXV конференции по проектированию микросхем и интегральных схем .

4.

Лю Б., Гилен Г. и Фернандес Ф. В. (2013). Автоматизированное проектирование аналоговых и высокочастотных цепей: подход вычислительного интеллекта. Исследования в области вычислительного интеллекта . Берлин: Springer.

Google ученый

5.

Баррос М., Баррос М. Ф. М., Гильерме Дж. И Орта Н. (2010). Оптимизация аналоговых схем и систем на основе эволюционных методов вычислений. Исследования в области вычислительного интеллекта .Берлин: Springer.

Google ученый

6.

Тандри, Б. К., и Сильва-Мартинес, Дж. (2003). Надежная схема компенсации с прямой связью для многокаскадных операционных усилителей крутизны без конденсаторов Миллера. Журнал IEEE по твердотельным схемам , 38 (2), 237–243.

Артикул Google ученый

7.

Лю, Бо, Фернандес, Ф. В., & Гилен, Г. Г. Э. (2011). Эффективная и точная статистическая оптимизация аналоговых выходов и выбор размеров схем с учетом вариаций на основе методов вычислительного интеллекта. Транзакции IEEE по автоматизированному проектированию интегральных схем и систем , 30 (6), 793–805.

Артикул Google ученый

8.

Мартенс Э. и Гилен Г. (2008). Классификация инструментов аналогового синтеза на основе механизмов выбора их архитектуры. Журнал интеграции СБИС , 41 (2), 238–252.

Артикул Google ученый

9.

Аллен А. Э. и Холберг Д. Р. (2002). Конструкция аналоговой схемы КМОП . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Google ученый

10.

Северо, Л. К., Жирарди, А., де Оливейра, А. Б., Кеплер, Ф. Н., и Сера, М. К. (2012). Имитация отжига для улучшения проектирования аналоговых интегральных схем: компромиссы и проблемы реализации.В М.С.Г. Цузуки (ред.), Моделирование отжига — одно- и многокритериальные задачи . Нью-Йорк: InTech.

Google ученый

11.

Карки Дж. (2002). Полностью дифференциальные усилители . Texas Instruments: Отчет по аналоговому применению.

12.

Ван, Ю., Чжан, Ю., Ван, Х., и Го, X. (2013). 18-битный сигма-дельта модулятор шестого порядка для аудио приложений. В Международная конференция IEEE по обработке сигналов, связи и вычислениям (ICSPCC) .

13.

Сюй Г. и Эмбаби С. Х. К. (2000). Системный подход к построению полностью дифференциальных усилителей. Транзакции IEEE в схемах и системах-II: аналоговая и цифровая обработка сигналов , 47 (11), 1343–1347.

Артикул Google ученый

14.

Алзахер Х., Элван Х. и Исмаил М. (2003). Полностью сбалансированный конвейер второго поколения CMOS. Транзакции IEEE в схемах и системах-II: аналоговая и цифровая обработка сигналов , 50 (5), 278–287.

Артикул Google ученый

15.

Грей П. Р., Херст П. Дж., Льюис С. Х. и Мейер Р. Г. (2001). Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем . Нью-Йорк: Вили.

Google ученый

16.

де ла Роса, Дж. М., и Росио дель Рио, А. (2013). Сигма-дельта преобразователи CMOS: Практическое руководство . Нью-Йорк: Wiley-IEEE Press.

Google ученый

17.

Киркпатрик С., Гелатт К. Д. и Векки М. П. (1983). Оптимизация путем имитации отжига. Наука , 220 , 671–680.

MathSciNet Статья МАТЕМАТИКА Google ученый

18.

Sackinger, E., & Guggenbuhl, W. (1987). Универсальный строительный блок: дифференциально-разностный усилитель CMOS. Журнал IEEE по твердотельным схемам , 22 (2), 287–294.

Артикул Google ученый

19.

Дехгани Р. (2013). Конструкция КМОП операционных усилителей . Artech House, Лондон: микроволновая библиотека Artech House.

Google ученый

20.

Шларманн М. Э. и Гейгер Р. Л. (2000). Взаимосвязь между временем установления усилителя и положением полюса-нуля для систем второго порядка. В Цепи и системы, 2000.Материалы 43-го симпозиума IEEE на Среднем Западе, г. (Том 1, стр. 54–59).

21.

Камат, Ю. Б., Мейер, Р. Г., и Грей, П. Р. (1974). Взаимосвязь между частотной характеристикой и временем установления операционных усилителей. Журнал IEEE по твердотельным схемам , 9 , 347–352.

Артикул Google ученый

22.

Тандри, Б. К., и Сильва-Мартинес, Дж. (2006). Обзор методов проектирования с прямой связью для широкополосных операционных усилителей крутизны с высоким коэффициентом усиления. Журнал микроэлектроники , 37 , 1018–1029.

Артикул Google ученый

23.

Сонг, Т., Ху, Т., Ли, X., Санчес-Синенсио, Э., и Ян, С. (2008). Надежный и масштабируемый входной каскад CMOS с постоянным входом \ (g_ {m} \) с динамической обратной связью для библиотек ячеек vlsi. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers , 53 (3), 804–816.

MathSciNet Статья Google ученый

24.

Дай С., Цао Х., Йи Т., Хаббард А. Э. и Хонг З. (2013). Маломощный программируемый операционный усилитель Rail-to-Rail 1 В с улучшенной техникой крутильной обратной связи. Транзакции IEEE в системах очень крупномасштабной интеграции (СБИС) , 21 (10), 1928–1935.

Артикул Google ученый

25.

Ассад Р. С., Сильва-Мартинес Дж. (2009). Утилизация сложенного каскода: общее усовершенствование сложенного каскодного усилителя. Журнал IEEE по твердотельным схемам , 44 (9), 2535–2542.

Артикул Google ученый

26.

Повоа Р., Лоренко Н., Орта Н., Сантос-Таварес Р. и Гоес Дж. (2014). Безкаскодный одноступенчатый усилитель, использующий полностью дифференциальный сумматор напряжения. В 2014 21-я международная конференция IEEE по электронике, схемам и системам (ICECS) (стр. 263–266).

27.

Фигейредо, М., Сантос-Таварес, Р., Сантин, Э., Феррейра, Дж., Эванс, Г., и Гоес, Дж. (2011). Двухкаскадный полностью дифференциальный инверторный самосмещенный CMOS-усилитель с высоким КПД. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers , 58 (7), 1591–1603.

MathSciNet Статья Google ученый

Обозначение переключателей, кнопок, переключателей цепей …

Позиционный переключатель

Символика переключателей, кнопок, переключателей цепей…

Символ	Описание		Символ	Описание
	Разомкнутый выключатель SPST Однополюсный, одноходовой Общий символ + информация			Выключатель закрытого типа SPST Однополюсный, одноходовой
	Выключатель с задержкой размыкания			Выключатель с задержкой открытия и закрытия
	Выключатель с задержкой размыкания			Задержка переключения при открытии и закрытии
	Двойной выключатель DPST — двухполюсный Двухполюсный, одноходовой			Двойной переключатель — биполярный Один замыкается раньше другого
	Концевой выключатель + информация			Двойной концевой выключатель Когда один закрывается, другой открывается
	Таймер / таймер + информация			Термовыключатель + Информация
	Открытый термовыключатель			Замкнутый термальный выключатель
	Поплавковый выключатель Датчик уровня жидкости + информация			Дифференциальный выключатель
	Реле давления или вакуума			Реле перепада давления
	Термомагнитный выключатель Магнитотермический выключатель + Информация			Ограничитель
	Выключатель обесточенный			Выключатель под напряжением
	DIP (двухрядный корпус) Инкапсулированные переключатели + информация			Электронный ограничитель
	DIP (двухрядный корпус) залитые переключатели e.грамм. 4 переключателя			Выключатель со встроенной неоновой лампой
	Ртутный переключатель Датчик наклона или движения + информация			NC, ртутный выключатель
	НЕТ, ртутный выключатель			Стартер + информация
	Селектор			Контакт, управляемый счетчиком импульсов + символы
	Педальный переключатель			Педальный переключатель
	Таймер
Символы выключателя цепи
	Выключатель SDPT Двухпозиционный переключатель Условное обозначение			Выключатель SDPT Двухпозиционный переключатель A
	Ползунковый переключатель, SDPT			Двойной переключатель DPDT Двухполюсный, двухходовой
	Двойной переключатель, DPDT Двухполюсный переключатель, двойной ход			Многопозиционный переключатель
	Многопозиционный переключатель			Многопозиционный переключатель
	Поворотный переключатель Поворотный мульти-переключатель + информация			Многопозиционный переключатель
	Поворотный мульти-переключатель			Многопозиционный переключатель
Кнопки / символы нажимного переключателя
	Кнопка открытия / кнопка + информация			Закрытая кнопка / кнопка
	Кнопка открытия			Кнопка закрытого типа
	Кнопочный концевой выключатель			Телеграфный ключ + Инфо
	Кнопка двойного концевого выключателя Один закрывается, другой размыкается			Джойстик + информация
	Кнопочный переключатель цепи			Двойная кнопка Одна закрывается, другая размыкается
	Кнопка с задержкой
Условные обозначения переключателей двух и трех положений
	переключатель замыкающий или рабочий контакт общий символ			Переключатель Замыкающий или рабочий контакт
	Выключатель размыкается или находится в состоянии покоя			Переключатель инвертора перед включением
	Инверторный переключатель с промежуточным положением резки			Переключатель инвертора перед открытием
	Двойной замыкающий контакт			Переключатель инвертора перед открытием
	Контакт двойного открывания			Переключатель цепи Размыкание контакта перед включением контакта
Символы разъединителей / униполярных переключателей
	Разъединители, ручной контакт Общее обозначение			Разъединители / кнопка размыкания С автоматическим возвратом после замыкания
	Открытый вращающийся контакт Без автоматического возврата после замыкания			Кнопка контакта / замыкания С автоматическим возвратом после размыкания
	Замкнуть вращающийся контакт Без автоматического возврата после размыкания			Контактный / резиновый выключатель С автоматической блокировкой и возвратом
	Кнопка с грибовидной головкой С принудительным размыканием контакта и фиксированным положением			Контакт / кнопка открытия Положительный контакт
Обозначения позиционных переключателей
	Позиционный контакт Замыкающий контакт			Позиционный контакт Размыкающий контакт
	Двухпозиционный переключатель с механическим переключением в обоих направлениях			с принудительным размыканием нормально замкнутого контакта
Символы контактов с автоматическим возвратом и сохранением положения
	Мгновенный контакт			Поддерживаемый контакт
	Выключатель с автоматическим возвратом			Выключатель открывания с автоматическим возвратом
	Замыкающие выключатели с удерживаемым положением			Инверторный переключатель с промежуточным положением, с автоматическим возвратом в положение и без автоматического возврата в противоположное
Обозначения рабочих переключателей с расширенным или отложенным режимом
	Выключатель с задержкой включения			Выключатель раннего открытия
	Выключатель раннего отключения			Переключатель задержки открытия
Обозначения переключателей ступенчатых двухпозиционных
	Переключатель ступеней с мгновенным включением при срабатывании его управляющего устройства			Переключатель ступеней с мгновенным включением при отключенном устройстве управления
	Переключатель ступеней с мгновенным включением при включении или выключении устройства управления
Галерея изображений электрических и относящихся к ним выключателей Символы однолинейных переключателей Обозначения силовых коммутационных аппаратов Обозначения переключателей по эффектам и зависимостям Символ скачать

Капиллярные термостаты — DPDT | Капиллярный переключатель STEMCO

Двухполюсные, двухконтурные капиллярные термостаты

Senasys предлагает добавление второго переключателя, который открывает диапазон применений для капиллярного термостата серии 352.Два переключателя могут представлять собой любую комбинацию однополюсного двойного переключателя (SPDT) с автоматическим сбросом; или однополюсный, однопроходный (SPST) ручной сброс. Дифференциал серии 352 может быть настроен на заводе очень близко для двухполюсного применения или расширен для многоступенчатого применения. Переключатель может использоваться для комбинации нагрева и охлаждения или вентилятора и ограничения от одного термостата; или используйте его для трехфазного или двойного разрыва строки. Серия 352 открывает широкие возможности для применения. Серия 352 рассчитана на 30 ампер на переключатель .

Эти капиллярные термостаты работают в диапазоне температур от 0 ° -700 ° F с максимальной температурой окружающей среды 250 ° . Диапазон температур определяет, когда капиллярный термостат закроется или включится в электрическую цепь, а когда он автоматически сбросится или разомкнется. Эти капиллярные термостаты также могут быть сброшены вручную , когда вам нужно обратить особое внимание на температурный сбой. Температуры могут быть фиксированными или регулируемыми. Пожалуйста, проконсультируйтесь с заводом-изготовителем по поводу пользовательских вариантов фиксированной температуры.

Доступны конструкции

из меди / меди с покрытием или из нержавеющей стали, и все варианты имеют несколько вариантов монтажа.

Доступны индивидуальные параметры, такие как длина капиллярной трубки и настраиваемые диапазоны температур. Пожалуйста, отправьте запрос для расценки с деталями вашего приложения.

ОСОБЕННОСТИ

• Диапазон температур от 0 ° F до 700 ° F
• Максимальная температура окружающей среды 250 ° F
• 2 SPDT или DPDT
• Фиксированный или регулируемый
• 15-30 А на коммутатор
• Автоматический или ручной сброс

ОБЩИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Если вы не знаете температуру переключения вашей системы, обязательно посмотрите наш цифровой переключатель .Он имеет точные измерения с жесткими допусками и дифференциалами!

Для получения дополнительной информации о переключателях капиллярного термостата с двойным переключателем. 352 серия, Щелкните здесь, чтобы просмотреть каталог.

Наши капиллярные термостаты серии 352 недоступны для покупки в Интернете, пожалуйста, отправьте запрос на расценки.

Все, что вам нужно знать об обновлениях дифференциального покрытия

Примечание редактора: Автор Ричард Рейна, директор по обучению продукции в CARiD.com

Дифференциальные шестерни, которые обычно называют «дифференциалом» или просто «дифференциалом», — это не самая привлекательная или известная часть вашего автомобиля, но они являются частью ведущей оси / главной передачи. На традиционном автомобиле с передним двигателем / задним приводом дифференциал изменяет направление мощности на 90 градусов от карданного вала к задним мостам. Это также позволяет двум задним колесам вращаться с разной скоростью по очереди. Полноприводные автомобили имеют передний дифференциал вместе с задним дифференциалом. Дифференциальные шестерни покрыты крышкой из штампованной стали.Некоторые автомобили имеют сливную пробку в нижней части оси и заливную пробку в крышке. На других автомобилях может потребоваться снятие и повторная установка крышки для обслуживания масла.

Ричард-Рейна

Заводские крышки дифференциалов

не привлекают особого внимания производителей автомобилей. Большинство из них легкие, но подходят для повседневной езды. Однако, если вы возьмете свой грузовик или внедорожник по бездорожью, внутренние детали дифференциала вашего автомобиля, трансмиссионное масло и защитный кожух будут подвергаться большему стрессу, более высоким температурам и повреждениям от внешних воздействий.Один из самых простых и экономически эффективных способов обеспечить дополнительную защиту — это установить защиту от разницы в производительности. Если ваше снаряжение приподнято (а если вы едете по бездорожью, то, скорее всего, так оно и есть), дифференциал будет более открытым, и более элегантный чехол также может добавить немного «шика».

Покупая вторичные кожухи дифференциала для внедорожника, вы можете рассмотреть возможность модернизации, основанной на трех различных улучшениях: охлаждающая способность, защита от ударов и, конечно же, стиль.

СОХРАНИТЕ ПРОХЛАДУ!

Чем сильнее или быстрее вы ведете автомобиль, тем больше он подвержен повышенным температурам.Это верно как для дифференциала, так и для любых других движущихся частей вашего грузовика. Как и моторное масло, дифференциальное масло смазывает эти детали и отводит от них тепло. Контроль температуры помогает обеспечить долговечность шестерен и подшипников.

Улучшенная крышка дифференциала помогает охлаждать одним из трех способов. Во-первых, это сам материал: алюминиевые крышки очень хорошо отводят тепло. Алюминий также имеет преимущество в весе. По сравнению со стальными или железными, крышки дифференциала из алюминия также значительно легче.

Алюминиевая крышка дифференциала G2

Второй способ, которым крышка может помочь сохранить прохладу, — это ее дизайн. Крышка с оребрением имеет большую площадь поверхности, поэтому независимо от материала она будет отводить тепло быстрее, чем крышка без оребрения. Представьте себе ребра охлаждения двигателя с воздушным охлаждением, и вы поймете идею.

Третий способ использования крышки — увеличение емкости масла. Крышка большего размера может вместить больше масла; большее количество масла дает ему больше шансов унести тепло.Чем больше масла, тем больше тепла оно выделяет.

ЗАЩИТИТЕ ШЕСТЕРНИ

Основная функция крышки дифференциала заложена в ее названии: она должна надлежащим образом закрывать шестерни, чтобы грязь, пыль и влага не достигли их и жидкости внутри. Если вы едете по бездорожью, где вы, вероятно, встретите грязь, песок, грязь, летящие камни, массивные валуны и воду (как стоячую, так и бегущую), и наличие прочного, но защитного кожуха дифференциала может иметь решающее значение.

Заводская крышка из тонкой штампованной стали просто не выдержит прямых ударов. Если на нем есть вмятина или царапина, масло может просочиться наружу, или он может прогнуться и выйти из строя, допуская попадание мусора. В любом случае ваш дифференциал может выйти из строя, что является дорогостоящим решением!

Серьезным внедорожникам стоит подумать о прочных крышках дифференциала. Чугунные крышки обладают огромными преимуществами в прочности по сравнению с оригинальными крышками за счет увеличения веса. Не забудьте рассмотреть сверхпрочные алюминиевые сплавы, прочность которых определяется их толщиной, но при этом они имеют преимущество в весе по сравнению с чугунными.Более прочное покрытие не только выдерживает удары; он также может служить стяжкой для самого корпуса дифференциала.

Крышка дифференциала ARB

Пожалуй, вершиной дополнительной прочности являются крышки дифференциалов, в которые входят грузовые болты. Эти болты прижимаются к крышкам подшипников дифференциала во время установки, дополнительно предохраняя весь узел от прогиба при сильных нагрузках.

ПОКАЖИТЕ СВОЙ СТИЛЬ

Теперь, когда мы рассмотрели некоторые из технических причин для добавления крышки дифференциала производительности, давайте поговорим о стиле.Существует бесчисленное множество способов улучшить свой грузовик или внедорожник, чтобы продемонстрировать свою индивидуальность, особенно если вы используете его для бездорожья. Со всеми обновлениями фар, стоек и шин настройка чего-то вроде кожухов дифференциала может быть не первым делом, о котором вы думаете, но есть несколько крутых и стильных опций, если вы хотите добавить немного изящества!

На поднятом грузовике крышка дифференциала — одна из немногих «жирных частей днища», которые легко обнаружить, так почему бы не обратить на это внимание? Чугунные можно покрасить или покрасить порошковой краской практически в любой цвет.Двухцветные накладки с ребрами одновременно очень функциональны и подчеркивают стильный внешний вид. Алюминий можно отполировать до зеркального блеска, а для максимального блеска подумайте о хромированной крышке.

Для многих водителей дифференциалы и их крышки попадают в категорию «вне поля зрения, вне поля зрения». Они спрятаны под автомобилем и привлекают внимание только при обслуживании механиком. Обычные водители на обычных машинах могут даже не знать, что они там! Однако, если вы гордый внедорожник или владелец грузовика, который ищет обновления, чтобы выдерживать бездорожье, вы не должны упускать из виду крышки дифференциала.Защитное покрытие дает значительные преимущества, которые могут иметь решающее значение в следующий раз, когда вы отправитесь в путь!

Примечание редактора: Ричард Рейна — директор по обучению продукции в CARiD.com , автолюбитель и эксперт с более чем 30-летним опытом работы с легковыми и грузовыми автомобилями.

Сью Мид 16 декабря 2019

Компания Ford проверила прочность грядущего внедорожника Bronco 2021 года на гоночном прототипе нового автомобиля на изнурительной Baja 1000 2019 года.

Полностью автоматическая самокалиброванная система измерения проводимости

Введение

Растущее значение мониторинга качества воды привело к разработке ряда соответствующих датчиков и схем формирования сигналов. Качество воды измеряется количеством бактерий, уровнем pH, химическим составом, мутностью и проводимостью.Все водные растворы в той или иной степени проводят электричество. Добавление в чистую воду электролитов, таких как соли, кислоты или основания, увеличивает проводимость и снижает удельное сопротивление. Эта статья посвящена измерениям проводимости.

Чистая вода не содержит значительных количеств электролитов и проводит лишь небольшое количество электрического тока, когда образец подвергается действию приложенного напряжения, поэтому его проводимость низкая. С другой стороны, большое количество электролитов в образце заставляет проводить больший ток — его проводимость выше.

Чаще думать в терминах сопротивления, а не проводимости, но эти два понятия взаимны. Удельное сопротивление ρ материала или жидкости определяется как сопротивление куба материала с идеально проводящими контактами на противоположных сторонах. Сопротивление R для других форм можно рассчитать по

.

где:
L — расстояние между контактами.
A — площадь контактов.

Удельное сопротивление измеряется в Ом · см.Материал 1 Ом см имеет сопротивление 1 Ом при контакте с противоположными гранями куба 1 см × 1 см × 1 см.

Проводимость — это просто величина, обратная сопротивлению, а проводимость — величина, обратная сопротивлению. Единицей измерения проводимости является сименс (См), а единицей измерения проводимости — См / см, мСм / см или мкСм / см.

Для целей этой статьи Y — это общий символ проводимости, измеряемой в См / см, мСм / см или мкСм / см. Однако во многих случаях термин «расстояние» опускается для удобства, а проводимость выражается просто как S, мСм или мкСм.

Измерение проводимости с использованием кондуктометрических ячеек

Система проводимости измеряет проводимость с помощью электроники, подключенной к датчику, называемой ячейкой проводимости, погруженной в раствор, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Интерфейс между кондуктометрической ячейкой и электроникой (EVAL-CN0359-EB1Z).

Электронная схема подает переменное напряжение на датчик и измеряет величину результирующего тока, которая связана с проводимостью. Поскольку проводимость имеет большой температурный коэффициент (до 4% / ° C), в схему встроен встроенный датчик температуры, позволяющий настроить показания на стандартную температуру, обычно 25 ° C (77 ° F).При измерении растворов необходимо учитывать температурный коэффициент проводимости самой воды. Для точной компенсации температуры необходимо использовать второй датчик температуры и компенсационную сеть.

Датчик контактного типа обычно состоит из двух изолированных друг от друга электродов. Электроды, обычно из нержавеющей стали марки 316, титано-палладиевого сплава или графита, имеют определенные размеры и расстояние между ними, чтобы обеспечить известную постоянную ячейки.Теоретически постоянная ячейки 1,0 / см описывает два электрода, каждый размером 1 см ² в области и расположенных на расстоянии 1 см друг от друга. Константы ячейки должны быть согласованы с системой измерения для заданного рабочего диапазона. Например, если датчик с постоянной ячейки 1,0 / см используется в чистой воде с проводимостью 1 мкСм / см, ячейка имеет сопротивление 1 МОм. И наоборот, та же ячейка в морской воде имеет сопротивление 30 Ом. Поскольку отношение сопротивлений очень велико, обычным приборам трудно точно измерить такие экстремумы с помощью только одной постоянной ячейки.

При измерении раствора 1 мкСм / см ячейка оснащена электродами большой площади, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга. Например, ячейка с постоянной ячейки 0,01 / см дает измеренное сопротивление ячейки примерно 10 кОм, а не 1 МОм. Легче точно измерить 10 кОм, чем 1 МОм; следовательно, измерительный прибор может работать в одном и том же диапазоне сопротивления ячейки как для сверхчистой воды, так и для морской воды с высокой проводимостью, используя ячейки с разными константами ячейки.

Постоянная ячейки, K, определяется как отношение расстояния между электродами, L, к площади электродов, A:

Затем прибор измеряет проводимость ячейки, Y:

Затем рассчитывается проводимость жидкости Y _X :

Существует два типа кондуктометрических ячеек: с двумя электродами и с четырьмя электродами, как показано на рисунке 2. Электроды часто называют полюсами.

Фигура 2.2-полюсные и 4-полюсные кондуктометрические ячейки.

2-полюсный датчик больше подходит для измерения низкой проводимости, например, очищенной воды и различных биологических и фармацевтических жидкостей. 4-полюсный датчик больше подходит для измерений с высокой проводимостью, таких как анализ сточных вод и морской воды.

Константы ячейки для 2-полюсных ячеек находятся в диапазоне приблизительно от 0,1 / см до 1 / см, а постоянные ячейки для 4-полюсных ячеек находятся в диапазоне от 1 / см до 10 / см.

4-полюсная ячейка устраняет ошибки, вызванные поляризацией электродов и полевыми эффектами, которые могут помешать измерению.

Фактическая конфигурация электродов может быть конфигурацией параллельных колец, коаксиальных проводников или других элементов, а не простых параллельных пластин, показанных на рисунке 2.

Независимо от типа ячейки, важно не прикладывать постоянное напряжение к какому-либо электроду, потому что ионы в жидкости будут накапливаться на поверхности электрода, вызывая поляризацию, ошибки измерения и повреждение электрода.

Будьте особенно осторожны с датчиками с экранами, как в случае коаксиальных датчиков.Экран должен быть подключен к тому же потенциалу, что и металлический контейнер с жидкостью. Если контейнер заземлен, экран необходимо подключить к заземлению печатной платы.

Последняя мера предосторожности — не превышать номинальное напряжение или ток возбуждения для элемента. Следующая схема позволяет программировать напряжения возбуждения от 100 мВ до 10 В, а последовательный резистор R23 (1 кОм) ограничивает максимальный ток ячейки до 10 мА.

Описание схемы

Схема, показанная на рисунке 3, представляет собой полностью автономную высокоточную систему измерения проводимости с микропроцессорным управлением, которая идеально подходит для измерения содержания ионов в жидкостях, анализа качества воды, промышленного контроля качества и химического анализа.

Тщательно подобранная комбинация прецизионных компонентов формирования сигнала обеспечивает точность лучше 0,3% в диапазоне проводимости от 0,1 мкСм до 10 См (от 10 МОм до 0,1 Ом) без необходимости калибровки.

Автоматическое обнаружение обеспечивается для платиновых (Pt) резистивных датчиков температуры (RTD) сопротивлением 100 Ом или 1000 Ом, что позволяет измерять проводимость относительно комнатной температуры.

Система вмещает 2- или 4-проводные кондуктометрические ячейки и 2-, 3- или 4-проводные RTD для дополнительной точности и гибкости.

Схема генерирует точное напряжение возбуждения переменного тока с минимальным смещением постоянного тока, чтобы избежать разрушающего поляризационного напряжения на электродах проводимости. Амплитуда и частота переменного возбуждения программируются пользователем.

Инновационная технология синхронной выборки преобразует размах амплитуды напряжения возбуждения и тока в значение постоянного тока для точности и простоты обработки с использованием двойного 24-битного Σ-Δ АЦП, содержащегося в прецизионном аналоговом микроконтроллере.

Интуитивно понятный пользовательский интерфейс представляет собой ЖК-дисплей и кнопку энкодера. Схема может связываться с ПК с помощью интерфейса RS-485, если это необходимо, и работает от одного источника питания от 4 до 7 В.

Рис. 3. Высокоэффективная система измерения проводимости (упрощенная схема: все соединения и развязка не показаны).

Прямоугольная волна возбуждения для кондуктометрической ячейки генерируется переключением ADG1419 между напряжениями + VEXC и -VEXC с использованием выхода ШИМ микроконтроллера ADuCM360.Важно, чтобы прямоугольная волна имела точный коэффициент заполнения 50% и очень низкое смещение по постоянному току. Даже небольшие смещения постоянного тока могут со временем повредить ячейку.

Напряжения + VEXC и -VEXC генерируются операционными усилителями ADA4077-2 (U9A и U9B), а их амплитуда регулируется выходом ЦАП ADuCM360, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Источники напряжения возбуждения.

ADA4077-2 имеет типичное напряжение смещения 15 мкВ (класс A), ток смещения 0,4 нА, ток смещения 0,1 нА и выходной ток до ± 10 мА с напряжением падения менее 1.2 В. Операционный усилитель U9A имеет коэффициент усиления с обратной связью 8,33 и преобразует внутренний выход ЦАП ADuCM360 (от 0 В до 1,2 В) в напряжение + VEXC от 0 В до 10 В. Операционный усилитель U9B инвертирует + VEXC и генерирует напряжение −VEXC. R22 выбран таким образом, чтобы R22 = R24 || R27 для достижения компенсации тока смещения первого порядка. Ошибка из-за напряжения смещения 15 мкВ U9A составляет приблизительно (2 × 15 мкВ) ÷ 10 В = 3 ppm. Таким образом, основная ошибка, вносимая инвертирующим каскадом, — это ошибка согласования резисторов между R24 и R27.

ADG1419 представляет собой аналоговый однополюсный однополюсный переключатель сопротивлением 2,1 Ом с неравномерностью сопротивления в открытом состоянии 50 мОм в диапазоне ± 10 В, что делает его идеальным для генерации симметричной прямоугольной волны из напряжений ± VEXC. Ошибка симметрии, вносимая ADG1419, обычно составляет 50 мОм ÷ 1 кОм = 50 ppm. Резистор R23 ограничивает максимальный ток через датчик до 10 В / 1 кОм = 10 мА.

Напряжение, приложенное к ячейке, V1, измеряется инструментальным усилителем AD8253 (U15). Положительный вход на U15 буферизируется ADA4000-1 (U14).ADA4000-1 выбран из-за его низкого тока смещения 5 пА, чтобы минимизировать ошибку измерения малых токов, связанных с низкой проводимостью. Отрицательный вход AD8253 не требует буферизации.

Напряжения смещения U14 и U15 снимаются синхронным этапом выборки и не влияют на точность измерения.

U15 и U18 — это инструментальные усилители AD8253 10 МГц, 20 В / мкс с программируемым усилением (G = 1, 10, 100, 1000) с ошибкой усиления менее 0.04%. AD8253 имеет скорость нарастания 20 В / мкс и время установления от 1,8 мкс до 0,001% для G = 1000. Подавление синфазного сигнала обычно составляет 120 дБ.

Каскад U19 (ADA4627-1) представляет собой прецизионный преобразователь тока в напряжение, который преобразует ток, проходящий через датчик, в напряжение. ADA4627-1 имеет напряжение смещения 120 мкВ (типичное, класс A), ток смещения 1 пА (типовой), скорость нарастания напряжения 40 В / мкс и время установления до 0,01% 550 нс. Низкий ток смещения и напряжение смещения делают его идеальным для этой стадии.Ошибка симметрии, вызванная ошибкой смещения 120 мкВ, составляет всего 120 мкВ / 10 В = 12 ppm.

U22A и U22B (AD8542) буфера поставить ссылку 1.65 V к U18 и U15 измерительным усилителям, соответственно.

Ниже приводится описание оставшейся части пути прохождения сигнала в канале напряжения (U17A, U17B, U10, U13, U12A и U12B). Работа текущего канала (U17C, U17D, U16, U21, U20A и U20B) идентична.

ADuCM360 генерирует сигнал переключения прямоугольной формы PWM0 для переключателя ADG1419, а также синхронизирующие сигналы PWM1 и PWM2 для этапов синхронной выборки.Напряжение ячейки и три временных сигнала показаны на рисунке 5.

Рис. 5. Напряжение элемента и временные сигналы слежения и удержания.

Выход AD8253 в усилителе (U15) управляет двумя параллельными цепями слежения и удержания, состоящими из переключателей ADG1211 (U17A / U17B), последовательных резисторов (R34 / R36), запоминающих конденсаторов (C50 / C73) и единичного усиления. буферы (U10 / U13).

ADG1211 — это четырехканальный аналоговый переключатель SPST с малым впрыском заряда, работающий от источника питания ± 15 В и входных сигналов до ± 10 В.Максимальная инжекция заряда из-за переключения составляет 4 пКл, что дает ошибку напряжения всего 4 пКл ÷ 4,7 мкФ = 0,9 мкВ.

Сигнал PWM1 заставляет буфер отслеживания и хранения U10 отслеживать отрицательный цикл напряжения датчика и затем удерживать его до следующего цикла отслеживания. Таким образом, выходной сигнал буфера отслеживания и хранения U10 представляет собой уровень постоянного тока, соответствующий отрицательной амплитуде прямоугольной волны напряжения датчика.

Точно так же сигнал PWM2 заставляет буфер отслеживания и хранения U13 отслеживать положительный цикл напряжения датчика и затем удерживать его до следующего цикла отслеживания.Таким образом, выходной сигнал буфера отслеживания и хранения U13 представляет собой уровень постоянного тока, соответствующий положительной амплитуде прямоугольной волны напряжения датчика.

Ток смещения буферов отслеживания и хранения (ADA4638-1) составляет типично 45 пА, а ток утечки переключателя ADG1211 составляет типично 20 пА. Следовательно, ток утечки на запоминающих конденсаторах 4,7 мкФ в наихудшем случае составляет 65 пА. Для частоты возбуждения 100 Гц период составляет 10 мс. Падение напряжения за половину периода (5 мс) из-за тока утечки 65 пА составляет (65 пА × 5 мс) ÷ 4.7 мкФ = 0,07 мкВ.

Напряжение смещения усилителя с нулевым дрейфом ADA4638-1 обычно составляет всего 0,5 мкВ и вносит незначительную ошибку.

Заключительными каскадами в сигнальной цепи перед АЦП являются инвертирующие аттенюаторы ADA4528-2 (U12A и U12B) с коэффициентом усиления −0,16 и синфазным выходным напряжением +1,65 В. ADA4528-2 имеет напряжение смещения. обычно составляет 0,3 мкВ и поэтому вносит незначительную ошибку.

Каскад аттенюатора снижает максимальный сигнал ± 10 В до ± 1.6 В с синфазным напряжением 1,65 В. Этот диапазон совместим с входным диапазоном входа АЦП ADuCM360, который составляет от 0 В до 3,3 В (1,65 В ± 1,65 В) для источника питания AVDD 3,3 В.

Каскады аттенюатора также обеспечивают фильтрацию шума и имеют частоту –3 дБ приблизительно 198 кГц.

Дифференциальный выход канала напряжения VOUT1 подается на входы AIN2 и AIN3 ADuCM360. Дифференциальный выход текущего канала, VOUT2, подается на входы AIN0 и AIN1 ADuCM360.

Уравнения для двух выходов даются

Ток ячейки определяется выражением
Напряжение V2 _P-P определяется выражением
Решение уравнения 8 для I _P-P и замена в уравнение 7 дает следующее для Y _X :

Решение уравнения 5 и 6 для V1 _P-P и V2 _P-P и подстановка в уравнение 9 дает следующее:

Уравнение 11 показывает, что измерение проводимости зависит от G1, G2 и R47, а также от отношения VOUT2 к VOUT1.Следовательно, для АЦП в ADuCM360 точный эталонный сигнал не требуется.

Ошибка усиления AD8253 (G1 и G2) составляет максимум 0,04%, а R47 выбран в качестве резистора с допуском 0,1%.

С этого момента резисторы в сигнальной цепи VOUT1 и VOUT2 определяют общую точность системы.

Программное обеспечение устанавливает коэффициент усиления каждого AD8253 следующим образом:

• Если код АЦП превышает 94% полной шкалы, коэффициент усиления AD8253 уменьшается в 10 раз в следующем образце.
• Если код АЦП меньше 8,8% от полной шкалы, коэффициент усиления AD8253 увеличивается в 10 раз в следующем образце.

Измерение точности системы

Следующие четыре резистора влияют на точность в канале напряжения VOUT1: R19, R20, R29 и R31.

Следующие пять резисторов влияют на точность в канале тока VOUT2: R47, R37, R38, R48 и R52.

Предполагая, что все девять резисторов имеют допуск 0,1%, включая 0.Ошибка усиления AD8253 составляет 04%, анализ ошибок наихудшего случая дает примерно 0,6%. Анализ включен в пакет поддержки проектирования CN-0359.

На практике резисторы чаще комбинируются по принципу RSS, а ошибка RSS из-за допусков резисторов в цепи положительного или отрицательного сигнала составляет √5 × 0,1% = 0,22%.

Измерения точности проводились с использованием прецизионных резисторов от 1 Ом до 1 МОм (от 1 Ом до 1 мкСм) для моделирования ячейки проводимости. На рисунке 6 показаны результаты, максимальная ошибка меньше 0.1%.

Рисунок 6. Системная ошибка (%) в зависимости от проводимости от 1 мкСм до 1 С.

Измерение RTD

Точность системы измерения проводимости зависит от ее температурной компенсации. Поскольку обычные температурные коэффициенты раствора варьируются в диапазоне от 1% / ° C до 3% / ° C или более, необходимо использовать измерительные приборы с регулируемой температурной компенсацией. Температурные коэффициенты раствора несколько нелинейны и обычно также зависят от реальной проводимости. Следовательно, калибровка при фактической температуре измерения дает наилучшую точность.

ADuCM360 содержит два согласованных, программно конфигурируемых источника тока возбуждения. Их можно индивидуально настроить для обеспечения токового выхода от 10 мкА до 1 мА, а согласование лучше 0,5%. Источники тока позволяют ADuCM360 легко выполнять 2-проводные, 3-проводные или 4-проводные измерения для RTD Pt100 или Pt1000. Программное обеспечение также автоматически определяет, является ли RTD Pt100 или Pt1000.

В следующем обсуждении показаны упрощенные схемы того, как работают различные конфигурации RTD.Все переключения режимов выполняются программно, и нет необходимости изменять настройки внешней перемычки.

На рис. 7 показана конфигурация 4-проводных термометров сопротивления.

Рисунок 7. Конфигурация для 4-проводного подключения RTD.

Паразитное сопротивление в каждом из выводов удаленного RTD показано как R _P . Ток возбуждения (IEXC) проходит через прецизионный резистор 1,5 кОм и RTD. Встроенный АЦП измеряет напряжение на RTD (V6 — V5) и использует напряжение на R13 (V7 — V8) в качестве эталона.

Важно, чтобы резистор R13 и значение тока возбуждения IEXC были выбраны таким образом, чтобы максимальное входное напряжение ADuCM360 на AIN7 не превышало AVDD — 1,1 В; в противном случае источник тока IEXC не будет работать должным образом.

Напряжение RTD точно измеряется с помощью двух измерительных проводов, которые подключаются к AIN6 и AIN5. Входное сопротивление составляет примерно 2 МОм (небуферизованный режим, усиление PGA = 1), а ток, протекающий через сопротивление измерительного провода, дает минимальную ошибку.Затем АЦП измеряет напряжение RTD (V6 — V5).

Сопротивление RTD рассчитывается как:

Измерения ратиометрическое и не зависит от точного внешнего опорного напряжения, только допуск 1,5 кОм резистора. Кроме того, 4-проводная конфигурация исключает ошибку, связанную с сопротивлением выводов.

ADuCM360 имеет опцию ввода с буферизацией или без буферизации. Если внутренний буфер активирован, входное напряжение должно быть больше 100 мВ.Резисторный делитель 1 кОм / 36 Ом обеспечивает напряжение смещения 115 мВ на RTD, что обеспечивает работу с буфером. В небуферизованном режиме клемму 4 разъема J3 можно заземлить и подключить к заземленному экрану для снижения шума.

3-проводное соединение — еще одна популярная конфигурация RTD, которая устраняет ошибки сопротивления проводов, как показано на Рисунке 8.

Рисунок 8. Конфигурация для 3-проводного подключения RTD.

Второй согласованный источник тока IEXC (AIN5 / IEXC) создает напряжение на сопротивлении провода последовательно с клеммой 3, которое компенсирует падение напряжения на сопротивлении провода последовательно с клеммой 1.Таким образом, измеренное напряжение V8 — V5 не содержит ошибки сопротивления проводов.

На рис. 9 показана конфигурация 2-проводного RTD без компенсации сопротивления проводов.

Рисунок 9. Конфигурация для 2-проводного подключения RTD.

2-проводная конфигурация является схемой с наименьшей стоимостью и подходит для менее ответственных применений, коротких соединений RTD и RTD с более высоким сопротивлением, таких как Pt1000.

Цепи источника питания

Чтобы упростить системные требования, все необходимые напряжения (± 15 В и +3.3 В) генерируются от одного источника питания от 4 до 7 В, как показано на рисунке 10.

Понижающий стабилизатор ADP2300 генерирует напряжение 3,3 В для платы. Дизайн основан на загружаемой программе ADP230x Buck Regulator Design Tool (zip).

Повышающий стабилизатор ADP1613 генерирует регулируемое напряжение +15 В и нерегулируемое питание –15 В. Питание −15 В создается зарядным насосом. Дизайн основан на инструменте разработки регулятора повышения напряжения ADP161x (zip).

Подробная информация о выборе и конструкции источников питания доступна на сайте www.analog.com/ADIsimPower.

Используйте правильную компоновку и методы заземления, чтобы предотвратить попадание шума импульсного регулятора в аналоговые цепи. Дополнительные сведения см. В Руководстве по проектированию линейных схем , Справочнике по преобразованию данных , Руководстве по MT-031 и Руководству по MT-101.

Рисунок 10. Схемы питания.

На рисунке 11 показана схема драйвера подсветки ЖК-дисплея.

Рисунок 11. Драйверы подсветки ЖК-дисплея.

Каждая половина операционного усилителя AD8592 действует как источник тока 60 мА для подачи тока подсветки ЖК-дисплея.AD8592 может потреблять и потреблять до 250 мА, а конденсатор емкостью 100 нФ обеспечивает плавный запуск.

Оборудование, программное обеспечение и пользовательский интерфейс

Полная схема, включая программное обеспечение, доступна как схемы CN-0359 из лабораторного эталонного проекта. Печатная плата EVAL-CN0359-EB1Z поставляется с предварительно загруженным кодом, необходимым для проведения измерений проводимости. Фактический код можно найти в пакете поддержки проектирования CN-0359 в файле CN0359-SourceCode.zip.

Пользовательский интерфейс интуитивно понятен и прост в использовании.Все пользовательские входы осуществляются с помощью кнопки двойного назначения / ручки поворотного энкодера. Ручку энкодера можно поворачивать по часовой стрелке или против часовой стрелки (без механического упора), а также ее можно использовать как кнопку.

На рисунке 12 представлена ​​фотография платы EVAL-CN0359-EB1Z, на которой показан ЖК-дисплей и положение ручки энкодера.

Рисунок 12. Фотография платы EVAL-CN0359-EB1Z, показывающая главный экран в режиме измерения.

После подключения кондуктометрической ячейки и RTD на плату подается питание.Появится ЖК-экран, показанный на Рисунке 12.

Ручка кодировщика используется для ввода напряжения возбуждения, частоты возбуждения, температурного коэффициента ячейки проводимости, постоянной ячейки, времени настройки, времени удержания, скорости передачи и адреса RS-485, контрастности ЖК-дисплея и т. Д. На рисунке 13 показаны некоторые из экранов ЖК-дисплея.

Рисунок 13. Экраны ЖК-дисплея.

EVAL-CN0359-EB1Z предназначен для питания от блока питания EVAL-CFTL-6V-PWRZ 6 В. Для работы EVAL-CN0359-EB1Z требуется только источник питания, внешняя кондуктометрическая ячейка и RTD.

EVAL-CN0359-EB1Z также имеет разъем RS-485, J2, который позволяет внешнему ПК взаимодействовать с платой. Разъем J4 — это интерфейс JTAG / SWD для программирования и отладки ADuCM360.

На рисунке 14 представлена ​​типичная схема подключения к ПК, показывающая адаптер RS-485 — USB.

Рисунок 14. Функциональная схема тестовой установки.

Сводка

Схема, описанная в этой статье, основана на эталонном дизайне Analog Devices CN-0359. Полная документация, включая примечание схемы, подробную схему, ведомость материалов, макет, файлы Gerber и исходный код, доступна по адресу http: // www.analog.com/CN0359-DesignSupport.

Рекомендации

Руководство разработчика по инструментальным усилителям , 3 ^rd Edition. Analog Devices, Inc.

Инструмент проектирования ADIsimPower. Analog Devices, Inc.

CN-0359 Описание схемы, Полностью автоматическая высокопроизводительная система измерения электропроводности . Analog Devices, Inc.

CN-0359 Пакет поддержки дизайна. Analog Devices, Inc.

Справочник по проектированию линейных схем . Analog Devices, Inc. / Эльзевье.

MT-031 Учебное пособие. Заземление преобразователей данных и разгадка тайн «AGND» и «DGND». Analog Devices, Inc.

MT-101 Учебное пособие. Методы развязки . Analog Devices, Inc.

Справочник по применению операционных усилителей . Analog Devices, Inc. / Эльзевье.

«Раздел 7: Датчики температуры» в Обработка сигнала датчика .Analog Devices, Inc.

Справочник по преобразованию данных . Analog Devices, Inc. / Эльзевье.

Таблицы данных

AD8253 Лист данных.

AD8542 Лист данных.

AD8592 Лист данных.

ADA4000-1 Лист данных.

ADA4077-2 Лист данных.

ADA4528-2 Лист данных.

ADA4627-1 Лист данных.

ADA4638-1 Техническое описание.

ADG1211 Лист данных.

ADG1419 Лист данных.

ADM3075 Лист данных.

ADP2300 Лист данных.

ADP1613 Лист данных.

ADuCM360 Лист данных.

Что делает дифференциал повышенного трения желательным?

Это технология, которая используется во многих мощных автомобилях, от Mazda Miatas до полицейских Crown Vics. Это нашло место в иконках JDM и хот-хэтчах. У некоторых раллийных внедорожников их было даже несколько. Это дифференциал повышенного трения. Но что именно он делает и почему это так желательно?

Что делает дифференциал?

На самом деле дифференциал возник еще до первого современный автомобиль, сообщает Donut Media.Это потому, что технология не только работа для автомобилей.

В углу ведущие колеса автомобиля проходят разное расстояние: внутреннее колесо проходит меньше, чем внешнее. Но из-за того, что они вращаются с одинаковой скоростью, машина будет «рыбачить» и заносить. Однако дифференциал предотвращает это, а также позволяет ведущим колесам двигаться в некоторой степени независимо.

Внутри дифференциала находится набор шестерен, которые сцепляются вместе и позволяют внутреннему колесу вращаться с другой скоростью, чем внешнее колесо.Шестерни внутри дифференциала также определяют передаточное число автомобиля, которое определяет, сколько мощности автомобиль может передать на землю. Это также то, что позволяет GMC утверждать, что грузовик электромобиля Hummer развивает 11500 фунт-фут: это крутящий момент оси, а не крутящий момент двигателя.

В большинстве автомобилей используется открытый дифференциал, представляющий собой комбинацию заблокированных передач. Однако его большой недостаток заключается в том, что он не может компенсировать потерю сцепления колес с дорогой. Вот здесь и пригодится дифференциал повышенного трения.

Чем отличается дифференциал повышенного трения? Дифференциал повышенного трения Eaton Suretrac в разрезе | Eaton

Как описывает Speedway Motors , когда автомобиль с открытым дифференциалом ударяется о кусок льда или масла только одним из ведущих колес, мощность двигателя следует по пути наименьшего сопротивления. Это означает, что открытый дифференциал передает всю мощность на колесо без тяги. Одно колесо вращается, другое не двигается, и вы либо застряли, либо буксовали.

Дифференциал повышенного трения, как следует из названия, ограничивает это скольжение. Этот тип дифференциала, как объясняется в журнале DSport Magazine , добавляет сцепления или дополнительные передачи. Когда одно колесо начинает пробуксовывать, сцепления включаются и ограничивают подачу мощности на это колесо. Это, как объясняет Road & Track , снижает пробуксовку колес и улучшает тягу. А дифференциалы повышенного трения полезны не только на дороге: их тоже используют гоночные автомобили и внедорожники.

Однако они стоят дороже, чем открытые дифференциалы, и требуют большего обслуживания. Однако стоит отметить, что жидкость для дифференциала не работает на протяжении всего срока службы автомобиля.

Дифференциалы повышенного трения используются исключительно для работы механических частей. Однако теперь есть дифференциалы повышенного трения с электронным управлением, которые обеспечивают еще более точное управление. Есть также модели с вязкостной муфтой, которые требуют меньшего обслуживания и более плавные, чем LSD с муфтой сцепления.Но они теряют эффективность при нагревании, сообщает CarThrottle , и не могут блокироваться, как другие типы ЛСД.

Когда пригодится заблокированный дифференциал

Если у вас полноприводный или полноприводный автомобиль, вы найдете блокируемый дифференциал, если не обязательно дифференциал повышенного трения. Некоторые, например Mercedes G-Wagon, имеют несколько дифференциалов с блокировкой. Блокирующие дифференциалы распределяют мощность и крутящий момент поровну между колесами, которые они соединяют, а также позволяют передавать до 100% мощности на одно колесо.Очень полезно, когда ваш внедорожник или грузовик пытается преодолеть скалы на двух колесах.

1985 Audi Ur-Quattro накладные | Bring a Trailer

В автомобилях с полным приводом эта блокировка выполняется с помощью раздаточной коробки, что обеспечивает расположение 2Hi, 4Hi и 4Lo. Audi ur-Quattro, однако, создал современную систему полного привода, заменив ее центральным дифференциалом. Некоторые из этих центральных дифференциалов могут блокироваться, но обычно они просто используют муфты или вязкостные муфты для разделения крутящего момента спереди назад в соответствии с требованиями тяги, сообщает журнал Outside Magazine .

Однако есть один сценарий, когда ограниченное скольжение дифференциал не желателен: дрейфующий.

No related posts.